WO2012045806A1 - Verfahren zur herstellung von monomer-zusammensetzungen und deren verwendung zur herstellung eines polyamid-formteils - Google Patents

Verfahren zur herstellung von monomer-zusammensetzungen und deren verwendung zur herstellung eines polyamid-formteils Download PDF

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potassium
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Philippe Desbois
Dietrich Scherzer
Andreas Wollny
Andreas Radtke
Axel Wilms
Martin Klatt
Volker Warzelhan
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Definitions

  • the present invention relates to a process for preparing an activated monomer composition comprising a lactam and / or lactone, a catalyst and an activator.
  • the monomer composition prepared by the process according to the invention is initially stable to the polymerization and can be used at a later time for the polymerization.
  • the present invention relates to a process for producing a polyamide molding, in particular a cast polyamide molding, by ring-opening, anionic polymerization using an activated monomer composition.
  • Polyamide molded parts in particular fiber-reinforced polyamide molded parts, have been increasingly used in recent years as materials in replacement of metallic materials, for example in the automotive industry, and can replace both parts in the power train and metal body parts. It is often advantageous in the production of a polyamide molding to fill the mold with a monomer melt rather than a polymer melt. Due to the lower viscosity z. B. in the case of a filled or fiber-reinforced molding higher Gree be realized.
  • Lactams such as, for example, caprolactam, laurolactam, piperidone and pyrrolidone, but also lactones, such as caprolactone, can be polymerized in a base-catalyzed anionic polymerization reaction in a ring-opening manner.
  • lactams such as, for example, caprolactam, laurolactam, piperidone and pyrrolidone
  • lactones such as caprolactone
  • lactones such as caprolactone
  • the customary, known, activated anionic polymerization of lactams to polyamides is preferably carried out on an industrial scale in such a way that on the one hand a solution of catalyst in lactam and on the other hand a solution of activator in lactam are prepared. Both solutions are preferably composed such that mixing in the same ratio gives the desired total formulation.
  • DE-A 1 420 241 describes an anionic polymerization of lactams in the presence of potassium hydroxide as catalyst and using 1,6-bis (N, N-dibutylureido) hexane as activator.
  • An activated anionic lactam polymerization using sodium caprolactam is described for example in Polyamides, Kunststoff Handbuch, Vol. 3/4, ISBN 3-446-16486-3, 1998, Carl Hanser Verlag, pp. 49-52 and Macromolecules, Vol 32, No.23 (1993), p. Further prior art is also described in DE-A 10 2008 000 352.
  • the anionic polymerization of lactams and lactones can be carried out in a reaction casting or reaction injection molding process wherein the catalyst and further additives are added to the lactam and / or lactone melt during the polymerization process.
  • the prior art processes have the disadvantage that the processor, before filling the casting or mixing apparatus, each time elaborately with absolute exclusion of water defined amounts of catalyst, activator or other additives in molten lactam, e.g. Caprolactam, must stir. Since the anionic polymerization of lactams and lactones must be carried out in the absence of oxygen, carbon dioxide and water in order to avoid premature termination of the polymerization, carrying out a polymerization in a reaction molding or reaction injection molding process involves considerable technical effort.
  • composition which already contains the lactam and / or lactone monomer, the catalyst and the activator and optionally further additives, and which could be polymerized directly in the mold, for example by raising the temperature.
  • An object of the present invention is to provide a process for producing a monomer composition containing lactams and / or lactones, which can be polymerized as such without further addition of catalysts and / or activators.
  • an object of the present invention is to provide a process for producing a polyamide molded article, which is easy and inexpensive to perform using conventional simple molding processes, and obtained with the polyamide molded articles of high quality and with a low content of residual monomer can be.
  • Another object of the present invention is to provide a simple process that results in improved quality cast polyamide molded parts.
  • the content of monomers in the final product should be as low as possible, which z. B. expressed in a lower odor.
  • the simplest possible processing should be achieved.
  • the process should be carried out, for example, using standardized, low-cost processing machines.
  • an activator for example an isocyanate, acid halide or acid anhydride
  • stable monomer compositions can be prepared which contain an initiator and a catalyst in addition to the lactam and / or lactone monomer.
  • These monomer compositions are initially stable to polymerization.
  • such a monomer composition can be obtained by melting and cooling the components, with rapid crystallization of the monomers (lactam and / or lactone) in particular being crucial.
  • These monomer compositions can be stored for several months and used later for polyamide production.
  • the polymerization of such a monomer composition may be accomplished by use of simple methods such as injection molding or casting, especially at temperatures in the range of 150 to 200 ° C.
  • the present invention relates to a process for preparing a composition (C) comprising the following components: i) at least one monomer (M) selected from lactams and
  • At least one activator (A) comprising the following steps Mixing the components (M), (K) and (A) and optionally other components at a temperature of 50 to 200 ° C, in particular from 50 ° C to 160 ° C, preferably from 50 ° C to 100 ° C;
  • the monomer composition obtained by the process described constitutes a valuable intermediate product which can be stored, transported and handled as such, for example in the form of powder, granules or capsules.
  • This ready-mixed solid monomer composition is characterized by easy handling.
  • no elaborate reactive polymerization process comprising two components, such as, for example, RTM (Reaction Transfer Molding) or RIM (Reaction Injection Molding), is necessary for processing (polymerization).
  • the polyamide part produced by means of the process according to the invention can have a very high filling or pulp content of about 50 to 90% by weight.
  • composition (C) it is advantageous to remove contaminants, e.g. Keep water, carbon dioxide and oxygen in composition (C) as low as possible. Therefore, in particular, all components used should be dry and free of oxygen and carbon dioxide, or contain as small amounts of it.
  • the mixing of the components (M), (K) and (A) (and optionally further components) preferably takes place under an inert gas atmosphere (for example under nitrogen).
  • the steps a) to c) are carried out with substantial exclusion of oxygen, carbon dioxide and water.
  • the mixing of the components in step a) is preferably carried out at a temperature greater than or equal to the melting temperature of the monomer (M) or of the monomers (M) used and at a temperature of 200 ° C., preferably below 160 ° C., preferably below 120 ° C, particularly preferably below 100 ° C. Further preferred is a temperature below 90 ° C.
  • the selected temperature range in step a) also depends on the choice of the monomer (M) or of the monomers (M).
  • the mixing of the components in step a) can be carried out in a discontinuous or continuous process in known and suitable apparatuses known to those skilled in the art.
  • the mixing of the components in step a) can be carried out, for example, continuously and / or batchwise in a stirred tank.
  • the mixing of the components in step a) can be carried out, for example, continuously in an extruder.
  • step a) After mixing the components in step a), it is preferable to cool the monomer melt as quickly as possible (rapid crystallization of the monomer).
  • the cooling of the mixture in step b) to a temperature of 0 ° C to 60 ° C, preferably from 0 ° C to 35 ° C, more preferably 0 ° C to 25 ° C within a period of 1 second to 5 minutes, preferably in the range of 1 to 60 seconds.
  • the cooling of the mixture obtained in step a) can be effected in particular by a cold gas stream (for example a nitrogen gas stream of 0 ° C.) or a so-called "cold-disk process".
  • Suitable lactams are, in particular, caprolactam, piperidone, pyrrolidone, laurolactam or mixtures thereof, preferably caprolactam, laurolactam or mixtures thereof. Particular preference is given to using caprolactam or laurolactam as monomer (M). Furthermore, it is possible to use as monomer a lactone or a mixture of lactam and lactone. As lactones, for example, caprolactone or butyrolactone can be used. The amount of lactone as comonomer preferably does not exceed 40% by weight, based on the total monomer. The proportion of lactone as comonomer is preferably not more than 10% by weight based on the total monomer.
  • lactams are used as monomers (M).
  • the data in% by weight refers to the total amount of the composition.
  • at least one monomer selected from the group consisting of caprolactam, piperidone, pyrrolidone, laurolactam and caprolactone is used as the monomer (M).
  • the composition (C) contains caprolactam (especially as the sole monomer (M)) and the mixing of the components in step a) takes place at a temperature of 70 ° C to 160 ° C, preferably from 70 ° C to 120 ° C, more preferably from 70 ° C to 100 ° C, further preferably from 70 ° C to 90 ° C.
  • the composition contains (C) lauryl lactam (especially as the sole monomer (M)) and the mixing of the components in step a) is carried out at a temperature of 150 ° C to 200, especially from 150 ° C to 160 ° C.
  • a catalyst (K) which is a common catalyst for anionic polymerization.
  • a catalyst for the anionic polymerization is understood as meaning a compound which allows the formation of lactam anions. Lactam anions per se can also act as a catalyst.
  • a catalyst is preferably selected from the group consisting of sodium caprolactamate, potassium caprolactamate, bromide magnesium caprolactamate, chloride magnesium caprolactamate, magnesium biscaprolactamate, sodium hydride, sodium, sodium hydroxide, sodium methoxide, sodium ethanolate, sodium propanolate, sodium butanolate, potassium hydride , Potassium, potassium hydroxide, potassium methoxide, potassium ethanolate, potassium propoxide and potassium butoxide, preferably consisting of sodium caprolactamate, potassium caprolactamate, bromide magnesium caprolactamate, chloride magnesium caprolactamate, magnesium biscaprolactamate, sodium hydride, sodium, sodium hydroxide, sodium ethanolate, sodium methoxide, sodium propoxide, sodium butoxide, potassium hydride, potassium, potassium hydroxide, Potassium methoxide
  • a catalyst (K) selected from the group consisting of sodium hydride, sodium and sodium caprolactamate; particular preference is given to the use of sodium caprolactamate and / or a solution of sodium caprolactamate in caprolactam (for example Bruggolen® (BASF, DE) C100, 18% by weight of sodium caprolactamate in caprolactam).
  • the molar ratio of monomer (M) to catalyst (K) can be varied within wide limits, it is generally from 1: 1 to 10,000: 1, preferably from 10: 1 to 1000: 1, particularly preferably from 20: 1 to 300: 1.
  • an activator for the anionic polymerization is a lactam which is N-substituted by electrophilic radicals (for example a Acyllactam).
  • activator (A) it is also possible to understand precursors for such activated N-substituted lactams which, together with the monomer (M), form an activated lactam in situ.
  • the amount of activator typically defines the number of chains growing as each activator molecule is the initial member of a polymer chain
  • activator (A) is generally suitable isocyanates, acid anhydrides and acid halides or their reaction products with the monomer (M).
  • Suitable activators (A) are aliphatic diisocyanates such as butylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, undecamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-methylenebis (phenyl) isocyanate or polyisocyanates (for example isocyanates of hexamethylene diisocyanate, Basonat HI 100 / BASF SE), allophanates (for example ethylallophanate).
  • activator (A) mixtures of the compounds mentioned can be used as activator (A).
  • activators (A) are aliphatic diacid halides, such as butylene diacid chloride, butylene diacid bromide, hexamethylene diacid chloride, hexamethylene diacid bromide, octamethylene diacid chloride, octamethylene diacid bromide, decamethylene diacid chloride, decamethylene diacid bromide, dodecamethylene diacid chloride, dodecamethylene diacid bromide, 4,4'-methylene bis-
  • cyclohexylic chloride 4,4'-methylenebis (cyclohexylic acid bromide); as well as aromatic diacid halides, such as toluylmethylenedioic acid chloride, toluylmethylenebisic acid bromide, isophorone diacid chloride, isophorone diacid bromide, 4,4'-methylenebis (phenyl) acid chloride, 4,4'-methylenebis (phenyl) acid bromide.
  • aromatic diacid halides such as toluylmethylenedioic acid chloride, toluylmethylenebisic acid bromide, isophorone diacid chloride, isophorone diacid bromide, 4,4'-methylenebis (phenyl) acid chloride, 4,4'-methylenebis (phenyl) acid bromide.
  • aromatic diacid halides such as toluylmethylenedioic acid chloride, toluylmethylenebisic acid bromide
  • the activator (A) can be both the pure substance as described above or, preferably, a solution of the activator in a solvent, for example in N-methylpyrrolidone.
  • the molar ratio of monomer (M) to activator (A) can be varied within wide limits and is generally from 1: 1 to 10,000: 1, preferably from 10: 1 to 2,000: 1, particularly preferably from 20: 1 to 1,000 1.
  • the present invention relates to a method as described above, characterized in that the composition (C) contains at least one further component selected from fillers and / or reinforcing materials (F), polymers (P) and other additives (Z ). The addition of these additional components can be done at any step in the process of making composition (C), for example, before or together with the addition of catalyst (K) and / or activator (A).
  • the composition (C) may contain one or more polymers (P).
  • the composition (C) may contain, for example, a polymer and / or oligomer which forms in situ by polymerization of the monomers contained in the composition.
  • This optionally contained polymer (P) is contained, for example, in an amount of 0 to 40 wt .-%, preferably from 0 to 20 wt .-%, particularly preferably in an amount of 0 to 10 wt .-%.
  • composition (C) may contain one or more polymers (P) which are added to the composition in the form of a polymer.
  • this added polymer may contain groups suitable for forming block and / or graft copolymers with the polymer formed from the monomers (M). Examples of such groups are epoxy, amine, carboxyl, anhydride, oxazoline, carbodiimide, urethane, isocyanate and lactam groups.
  • At least one polymer (P) to be added selected from the group consisting of polystyrene, styrene copolymers, such as styrene-acrylonitrile copolymers (SAN ), Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) or styrene-butadiene copolymers (SB), polyphenylene oxide ethers, polyolefins, such as, for example, polyethylene (high-temperature polyethylene (HTPE), LTPE (low-temperature polyethylene)). ), Polypropylene or polybutene-1, polytetrafluoroethylene; Polyester, such as
  • Polyethylene terephthalate PET
  • polyamides such as polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol or polyethersulfones (PESU or PES);
  • Polymers of vinyl groups include monomers such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chlorides, polystyrene, toughened polystyrene, polyvinylcarbazole, Polyvinyl acetate or polyvinyl alcohol; Polyisobutylenes, polybutadiene and polysulfones. It is furthermore possible to use copolymers as polymer (P) which consist of the monomer units of the abovementioned polymers.
  • the addition of polymers can be carried out in each step of the process of preparation of the composition (C), for example before or together with the addition of catalyst (K) and / or activator (A).
  • the addition of polymer may serve to adjust the viscosity of the composition (C).
  • the polymer (P) may for example be dissolved or dispersed in the monomer.
  • the proportion of polymer (P) in the composition (C) is preferably less than 40% by weight. In the event that the polymer (s) are dispersed in the monomer, the proportion of polymer (P) in the composition (C) is preferably less than 60% by weight.
  • the composition (C) may further contain a crosslinking monomer.
  • a crosslinking monomer may be a compound containing more than one group which can be copolymerized with the monomer (M). Examples of such groups are epoxy, amine, carboxyl, anhydride, oxazoline, carbodiimide, urethane, isocyanate and lactan groups.
  • Suitable crosslinking monomers are, for example, amino-substituted lactams such as aminocaprolactam, aminopiperidone, aminopyrrolidone, aminolauryllactam or mixtures thereof, preferably aminocaprolactam, aminopyrrolidone or mixtures thereof, particularly preferably aminocaprolactam.
  • the composition (C) contains at least one filler and / or reinforcing material (F).
  • Suitable fillers and / or reinforcing materials (F) are organic or inorganic fillers and / or reinforcing materials (F).
  • inorganic fillers such as kaolin, chalk, wollastonite, talc, calcium carbonate, silicates, titanium dioxide, zinc oxide, graphite, graphenes, glass particles, (eg glass spheres), nanoscale fillers (such as carbon nanotubes carbonanotubes), carbon black, phyllosilicates, nanoscale Phyllosilicates, nanoscale alumina (Al 2 O 3 ), nanoscale titanium dioxide (TiO 2 ) and nanoscale silicon dioxide (SiO 2 ) are used.
  • inorganic fillers such as kaolin, chalk, wollastonite, talc, calcium carbonate, silicates, titanium dioxide, zinc oxide, graphite, graphenes, glass particles, (eg glass spheres), nanoscale fillers (such as carbon nanotubes carbonanotubes), carbon black, phyllosilicates, nanoscale Phyllosilicates, nanoscale alumina (Al 2 O 3 ), nanoscale titanium dioxide (TiO 2
  • the fillers and / or reinforcing materials (F) are usually selected from the group comprising minerals in customary for thermoplastic applications grain size such as kaolin, chalk, wollastonite or talc, carbon or glass fibers, e.g. As milled glass fibers and textile structures (fabric and scrim) of unidirectional fibers, preferably glass and carbon fibers.
  • grain size such as kaolin, chalk, wollastonite or talc
  • carbon or glass fibers e.g. As milled glass fibers and textile structures (fabric and scrim) of unidirectional fibers, preferably glass and carbon fibers.
  • As a size for the fillers or reinforcing agents the same size as for use in the thermoplastic to be processed polyamide can be used.
  • one or more fibrous materials selected from known inorganic reinforcing fibers such as boron fibers, glass fibers, carbon fibers, silica fibers, ceramic fibers and basalt fibers may be used; organic reinforcing fibers such as aramid fibers, polyester fibers, nylon fibers, polyethylene fibers; and natural fibers such as wood fibers, flax fibers, hemp fibers and sisal fibers.
  • organic reinforcing fibers such as aramid fibers, polyester fibers, nylon fibers, polyethylene fibers
  • natural fibers such as wood fibers, flax fibers, hemp fibers and sisal fibers.
  • glass fibers in particular chopped glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, boron fibers, metal fibers or potassium titanate fibers.
  • the fibers mentioned can be used in the form of short fibers, long fibers or as a mixture of short and long fibers.
  • the short fibers preferably have an average fiber length in the range of 0.1 to 1 mm. Further preferred are fibers having an average fiber length in the range of 0.5 to 1 mm.
  • the long fibers used preferably have an average fiber length of more than 1 mm, preferably in the range of 1 to 50 mm.
  • fillers and / or reinforcing substances F
  • fillers and / or reinforcing materials (F) as glass fibers and / or glass particles, in particular glass beads.
  • composition (C) prepared in the above-described process preferably contains 30 to 90% by weight, especially 30 to 80% by weight, preferably 30 to 50% by weight, more preferably 50 to 90% by weight at least one filling and / or reinforcing material (F).
  • the composition (C) may contain further additives (Z).
  • the additives (Z) in an amount of 0 to 5 wt .-%, preferably from 0 to 4 wt .-%, particularly preferably from 0 to 3.5 wt .-% in the composition.
  • additives (Z) it is possible to use, for example, stabilizers, such as copper salts, dyes, antistatic agents, fillers, stabilizers, surface improvers, siccatives, mold release agents, release agents, antioxidants. tien, light stabilizers, PVC stabilizers, lubricants, flame retardants, blowing agents, impact modifiers and nucleating agents are added.
  • the composition (C) contains as additive (Z) an impact modifier, in particular a polydiene polymer (for example polybutadiene, polyisoprene) containing anhydride and / or epoxy groups.
  • a polydiene polymer for example polybutadiene, polyisoprene
  • the polydiene polymer has a glass transition temperature below 0 ° C., preferably below -10 ° C., particularly preferably below -20 ° C.
  • the polydiene polymer may be based on a polydiene copolymer with polyacrylates, polyethylene acrylates and / or polysiloxanes and prepared by the usual methods (e.g., emulsion polymerization, suspension polymerization, solution polymerization, gas phase polymerization).
  • fillers and / or reinforcing materials (F) and further additives (Z) may be carried out at any stage in the production process of composition (C), for example before or together with the addition of catalyst (K) and / or activator (A).
  • the present invention further relates to the use of a composition (C) obtainable by a process according to the invention for producing a polyamide molding described above.
  • the present invention also relates to a process for producing a polyamide molding, in particular a cast polyamide molding, by anionic polymerization, wherein at least one monomer (M1) selected from lactams and lactones (preferably a cyclic lactam) is used for the polymerization which has been processed into a granulate with at least one additive (X1) before the beginning of the polymerization and in which case the granules containing at least one monomer (M1) are polymerized, the mixture of monomer (M1) with additive (X1) being optional in solid form or melt before or during the polymerization with at least one further monomer (M2) selected from lactams and lactones (preferably a cyclic lactam) and / or at least one further additive (X2) is mixed.
  • M1 monomer
  • X1 additive
  • the step of polymerizing the at least one monomer (M1) selected from lactams and lactones (preferably a cyclic lactam (M1)) directly follows the preparation of the granules from at least one monomer (M1) (preferred a cyclic lactam (M1)) and at least one additive (X1).
  • M1 monomer selected from lactams and lactones
  • X1 additive
  • the production of granules from at least one monomer (M1) (preferably a cyclic lactam) and at least one additive (X1) is also referred to herein as "packaging" or "preforming".
  • the at least one monomer (M1) (preferably a cyclic lactam) provided with at least one additive (X1) can thus be processed directly into a granulate (or comparable solid particles) in a lactam production plant.
  • This granulate can then be used by the processor for example for the production of a cast polyamide molding and, in contrast to the processes known from the prior art, does not have to be re-provided with additives. The addition of further additives remains as an option.
  • granules also means other "prefabricated" particles of a size between 1 mm and 20 mm, preferably an average size of 2 to 15 mm and particularly preferably particles of a mean size of 4 mm to 10 mm.
  • the particles can have different shapes. They may be, for example, barrel-shaped, spherical or even flaky.
  • the optional step of mixing with a further monomer (M2) selected from lactams and lactones (preferably lactam) and / or at least one further additive (X2) is carried out.
  • the optional step of mixing with a further monomer (M2) and / or at least one further additive (X2) is not carried out.
  • the at least one additive (X1) and the optional further additive (X2) are each independently selected from the group comprising catalysts and activators.
  • catalysts (K) and activators (A) the compounds mentioned above in connection with the process for the preparation of a composition (C) can be used.
  • Further objects of the present invention are also a cast polyamide molding, preparable by the process according to the invention, and a solid caprolactam preparation, the at least one additive (X1) in amounts of ⁇ 90 wt .-%, preferably ⁇ 60 wt .-% and especially preferably contains ⁇ 40 wt .-%.
  • Lactams such as ⁇ (epsilon) -caprolactam, can easily be provided with additives and / or additives (Z) during the preparation, for example with the abovementioned additives (Z), catalysts (K) and activators (A). , in particular with dyes, drying agents, activators or catalysts, chain extenders, stabilizers or impact modifiers.
  • compositions for example to meter a prefabricated activator and catalyst melt into a lactam melt, to which further additives can also be added in a further step.
  • the processing of the at least one monomer (M1) selected from lactams and lactones (preferably at least one cyclic lactam) with the at least one additive (X1) to a granulate by mixing the components in the dry state.
  • the anionic polymerization z For example, it is possible to melt each monomer component (normally 2 components (M1) and (M2)) with exclusion of moisture, one component catalyst (eg lactamate) and another component the activator (eg. B. isocyanate derivative), and then mixed with stirring with a normal agitator or a suitable mixing machine, the two components.
  • one component catalyst eg lactamate
  • another component the activator eg. B. isocyanate derivative
  • other additives may be added, for example 3 to 50 wt .-%, preferably 8 to 18 wt .-% impact modifier, stabilizers, flame retardants or other additives.
  • the casting polymerisation apparatus should preferably, for each melt individually, have a melting circuit up to the casting head, by means of which the melt in the hoses and lines is kept in motion by continuous pumping.
  • this cycle is not absolutely necessary for carrying out the method according to the invention.
  • Suitable monomers (M1) and / or (M2) are the abovementioned monomers (M), preferably cyclic lactams having 6 to 16 carbon atoms, particularly preferably laurolactam and particularly preferably ⁇ (epsilon) -caprolactam.
  • the monomer (M1) and the monomer (M2) may be the same or different.
  • the additive (X1) and the additive (X2) may be the same or different.
  • Additional additives (Z) can also be used as described above.
  • the above-mentioned fillers and / or reinforcing materials (F) can be used, wherein the fillers and / or reinforcing materials (F) are each added independently before the polymerization as a further additive or during the polymerization.
  • Fillers and / or reinforcing materials (F) can be used as described above.
  • the fillers and / or reinforcing materials (F) are preferably selected from the group consisting of minerals in customary grain size for thermoplastic applications, for example kaolin, chalk, wollastonite or talc, carbon fibers or glass fibers, eg. As milled glass fibers and textile structures (fabric and scrim) of unidirectional fibers, preferably glass and carbon fibers.
  • a size for the fillers or reinforcing agents the same size as for use in the thermoplastic to be processed polyamide can be used.
  • the catalyst (K) at least one of the compounds mentioned above in relation to the component (K) can be used. It is preferably an alkali metal or alkaline earth metal lactamate, preferably as a solution in lactam, particularly preferably sodium caprolactamate in ⁇ (epsilon) -caprolactam.
  • the activator (A) at least one of the compounds mentioned above in relation to the component (A) can be used.
  • the activator (A) is preferably N-acyl lactams or acid chlorides or, preferably, aliphatic isocyanates, more preferably oligomers of hexamethylene diisocyanate.
  • Activator (A) can be both the pure substance and preferably a solution, for example in N-methylpyrrolidone.
  • additives (Z) and / or additives (X) may be the additives (Z) mentioned above in connection with the process for the preparation of a composition (C).
  • the additives (Z) are to be impact modifiers, flame retardants, nucleating agents, dyes, fillers, stabilizers, surface improvers, siccatives and mold release agents.
  • Preferred embodiments of the invention are also unfilled, filled and / or reinforced polyamide compositions prepared by anionic polymerization of a mixture (composition (C)) containing (or consisting of): a) from 10 to 95% by weight of at least one monomer (M) selected from lactams and lactones; preferably 40 to 95% by weight of cyclic lactam having 6 to 15 carbon atoms in the ring, preferably laurolactam and particularly preferably ⁇ (epsilon) -caprolactam, or mixtures of these lactams, b) 0.8 to 8% by weight of catalyst (K),
  • one or more of components b), c) and d) are incorporated already during the preparation into the cyclic lactam a), which offers advantages in the processing of these lactams into polyamides.
  • the present invention relates to a process for producing a polyamide molded article, wherein a composition (C) can be obtained (or obtained) by a method described above (a process for producing a composition (C)) by heating to a temperature from 120 ° C to 250 ° C is polymerized.
  • the polymerization is carried out with substantial exclusion of oxygen, carbon dioxide and water.
  • the present invention relates to a process for producing a polyamide molded article as set forth above, comprising the steps of: i) melting the composition (C) at a temperature of 50 ° C to 200 ° C; in particular from 50 ° C to 160 ° C, preferably from 50 ° C to 100 ° C; j) filling the molten composition (C) into a tool cavity; k) polymerization of the composition (C) by heating to a temperature of 120 to 250 ° C.
  • the melting of the composition (C) is preferably carried out at a temperature greater than or equal to the melting temperature of the monomer (M) or monomers used (M) and under a temperature of less than 160 ° C, preferably less than 150 ° C, preferably less than 120 ° C, particularly preferably below 100 ° C, more preferably below 90 ° C.
  • the selected temperature range in step a) thus depends on the choice of the monomer (M) or of the monomers (M).
  • the molten composition (C) may be filled into a mold cavity by a suitable molding method (e.g., injection molding, casting method) and polymerized therein by raising the temperature.
  • the mold cavity before filling the molten composition contains at least one filler and / or reinforcing material (F).
  • the tool cavity contains a fiber fabric and / or a fiber network, for example a glass fiber mat and / or a glass fiber network. It is also possible to fill a filler and / or reinforcing material (F) together with the molten composition (C) in the mold cavity. This can be done by known methods (for example in an injection molding device or molding device).
  • the optionally added filler and / or reinforcing material (F) can be selected from the fillers and / or reinforcing materials (F) mentioned above in connection with the process according to the invention for the preparation of a composition (C).
  • the invention relates to a method as described above, characterized in that the polyamide molding a filler and / or reinforcing material content in the range of 30 to 90 wt .-%, in particular from 30 to 80 wt .-%, preferably 30 to 50 wt .-%, further preferably from 50 to 90 wt .-%.
  • the data in% by weight relate to the total weight of the polyamide molding.
  • the present invention relates to the use of a composition (C) obtainable by a process as described above for producing a polyamide molding, in particular a filler-containing and / or fiber-reinforced molding.
  • the polyamide molding has a filler and / or fiber content in the range of 30 to 90 wt .-%.
  • the present invention relates to a polyamide molding, in particular a cast polyamide molding, prepared by the process according to the invention.
  • the polyamide molded parts produced by the process according to the invention can be used in particular as a material for the production of parts of the autocouple series, e.g. Passenger compartment, fenders, as well as auto parts, such as paneling of frames, dashboards and for the interior of passenger compartments.
  • the polyamide moldings can also be used as inliners for tanks, gears, housings, packaging films and coatings.
  • the polyamide molded parts produced by the method according to the invention are suitable for any housing for small electrical appliances, such as mobile phones, laptops, iPads or generally plastic articles intended to imitate metal.
  • the mixture was cooled by a cold gas stream (coldfeed 0 ° C).
  • the mixture was granulated under nitrogen at room temperature.
  • the caprolactam granules thus obtained were injection-molded at a product temperature of 80 ° C in an Arburg 270 S injection molding machine with vertically arranged injection unit.
  • the temperature profile of the cylinder was 60 ° C / 65 ° C / 70 ° C / 75 ° C.
  • the injection time was 0.8 s, the holding pressure time was 2 s.
  • the melt was injected into a mold at 150 ° C die temperature. Thereafter, the polymerization was allowed to proceed for 5 minutes. The resulting polyamide molding was removed from the mold.
  • the content of residual monomer (caprolactam) of the polyamide product was determined by chromatography.
  • the viscosity number of the polyamide product was determined according to ISO 307 at 5 ° C in 96% sulfuric acid.
  • the resulting polymer contained 0.9 wt% residual caprolactam and had a viscosity number of 195.
  • the mixture was granulated under nitrogen at room temperature.
  • caprolactam granules thus obtained were injection-molded at a product temperature of 80 ° C.
  • the polymer obtained contained 1, 5 wt .-% residual caprolactam and had a viscosity number of 230.
  • the monomer composition prepared according to Example 1 was stored for one month. Thereafter, the polymerization was carried out as described in Example 1.
  • the polyamide obtained contained a residual monomer content of 0.95% by weight of caprolactam and had a viscosity number of 191. It was therefore possible to show that the monomer compositions prepared by the process according to the invention are stable over a long period of time, ie that they can be fully polymerized even after a long time.
  • a composition was prepared as indicated in Example 1, wherein the mixing of the ⁇ -caprolactam, the catalyst and the initiator were carried out in a round bottom flask using a magnetic stirrer. The components were added to the flask in a glove box (protective chamber) under dry nitrogen. After preparation of the composition, the opening of the flask was sealed and removed from the glovebox. The composition was cooled in an ice bath.
  • the composition was then stored for one week at room temperature. Thereafter, the polymerization was carried out at a temperature of 150 ° C for 10 minutes.
  • the polyamide product had a content of caprolactam residual monomer of 0.85% by weight and a viscosity number of 200.
  • Examples 5.1 to 5.8 For the following Examples 5.1 to 5.8, the catalyst used was a solution of sodium lactamate in s (epsilon) -caprolactam (catalyst Addonyl® NL, Rhein Chemie), the activator was an oligomer of hexamethylene diisocyanate dissolved in N-methylpyrrolidone (Addonyl® 8108, Rhein Chemie). The components were melted under dry nitrogen and then stirred for 30 seconds in a glass container thermostated at 100 ° C under dry nitrogen. The mixed with the additives s (epsilon) -Caprolactamschmelze was added gravimetrically into a heated to 150 ° C steel mold. Was removed after 5 minutes. The shape and the appearance of the molding as well as the content of residual monomers (s (epsilon-caprolactam) were evaluated. The caprolactam preparations used in the comparative examples were prepared separately under dry protective gas and stored in watertight plastic containers.
  • Catalyst melt 1.5 g of catalyst were stirred in under a protective gas in a mixture of 100 g of melted s (epsilon) -caprolactam from BASF SE at 90 ° C.
  • a catalyst melt was prepared as described in Example 5.1.
  • Aktivatorschmelze In a mixture of 100.0 g s (epsilon) -caprolactam were stirred at 90 ° C 1, 0 g activator and 40 g of commercial short glass fibers with size for polyamides (OCV company) under inert gas. Both melts were intimately mixed in a flask heated to 90 ° C under dry nitrogen by stirring (30 seconds) and gravimetrically poured into the steel die preheated to 150 ° C. After 5 minutes was removed from the mold. A homogeneous block was obtained. Appearance: good, residual caprolactam 3.6%, smell of caprolactam
  • a catalyst melt was prepared as described in Example 5.1.
  • a catalyst melt was prepared as described in Example 5.1.
  • Aktivatorschmelze In a mixture of 100.0 g s (epsilon) -caprolactam were stirred at 90 ° C 1, 0 g activator and 40 g of commercial short glass fibers with size for polyamides (OCV company).
  • Example 5.5 101.5 g of solid flaky s (epsilon) -caprolactam, which already contained 1.5 g of catalyst, were mixed with 101.0 g of solid s (epsilon) -caprolactam, which already contained 1.0 g of activator, under protective gas , melted and stirred for 5 seconds.
  • the melt was poured at 90 ° C in the preheated to 150 ° C steel tool. After 5 minutes was removed from the mold. A homogeneous block was obtained. Appearance: good, residual caprolactam 1, 1%
  • Example 5.6 Addition of short glass fibers during fabrication
  • the melt was poured at 90 ° C in the preheated to 150 ° C steel tool. After 5 minutes was removed from the mold. A homogeneous block was obtained.
  • the melt was poured at 90 ° C in the preheated to 150 ° C steel tool. After 5 minutes was removed from the mold. A homogeneous block was obtained.
  • the melt was poured at 90 ° C in the preheated to 150 ° C steel tool. After 5 minutes was removed from the mold. A homogeneous block was obtained.
  • the examples and comparative examples 5.1 to 5.8 show that better polyamide molded parts can be produced with less effort by the method according to the invention.
  • the process according to the invention also provides better products by appearance; In addition, most of the smell can be significantly reduced. The latter aspect can be explained with a lower residual content of unreacted monomers.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer aktivierten Monomer-Zusammensetzung enthaltend mindestens ein Lactam und/oder Lacton, einen Katalysator und einen Aktivator, ermöglicht die Lagerung der hergestellten Monomerzusammensetzung, da diese gegenüber der Polymerisation stabil ist. Die Verwendung dieser Monomerzusammensetzung liegt u. a. in der Herstellung eines Polyamidformteils durch ringöffnende, anionische Polymerisation.

Description

Verfahren zur Herstellung von Monomer-Zusammensetzungen und deren Verwendung zur Herstellung eines Polyamid-Formteils
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer aktivierten Monomer-Zusammensetzung enthaltend ein Lactam und/oder Lacton, einen Katalysator und einen Aktivator. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Monomerzusammensetzung ist zunächst gegenüber der Polymerisation stabil und kann zu einem späteren Zeitpunkt zur Polymerisation eingesetzt werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Polyamidformteils, insbesondere eines Gusspolyamid-Formteils, durch ringöffnende, anionische Polymerisation unter Verwendung einer aktivierten Monomer- Zusammensetzung.
Polyamid-Formteile, insbesondere faserverstärkte Polyamid-Formteile, werden in den letzten Jahren vermehrt als Werkstoffe im Ersatz für metallische Werkstoffe beispielsweise im Automobilbau eingesetzt und können sowohl Teile im Antriebsstrang (Power- train) als auch Karosserieteile aus Metall ersetzen. Es ist dabei oftmals vorteilhaft, bei der Herstellung eines Polyamid-Formteils die Form mit einer Monomerschmelze anstatt mit einer Polymerschmelze zu füllen. Aufgrund der niedrigeren Viskosität können z. B. im Falle eines gefüllten oder faserverstärkten Formteils höhere Füllgrade realisiert werden.
Lactame, wie beispielsweise Caprolactam, Lauryllactam, Piperidon und Pyrrolidon, aber auch Lactone, wie Caprolacton, können in einer basenkatalysierten anionischen Polymerisationsreaktion ringöffnend polymerisiert werden. Hierzu wird in der Regel eine Schmelze aus Lactam und/oder Lacton enthaltend einen alkalischen Katalysator und einen so genannten Aktivator (auch Co-Katalysator oder Initiator) bei Temperaturen von etwa 150°C polymerisiert.
Die übliche, bekannte, aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen zu Polyamiden wird in technischem Maßstab bevorzugt so durchgeführt, dass man einerseits eine Lösung von Katalysator in Lactam und andererseits eine Lösung von Aktivator in Lactam herstellt. Beide Lösungen sind bevorzugt so zusammengesetzt, dass ein Mischen im gleichen Verhältnis die gewünschte Gesamtrezeptur ergibt. So beschreibt DE-A 1 420 241 eine anionische Polymerisation von Lactamen in Gegenwart von Kaliumhydroxid als Katalysator und unter Verwendung von 1 ,6-Bis-(N,N- dibutylureido)-hexan als Aktivator. Eine aktivierte anionische Lactam-Polymerisation unter Verwendung von Natrium- Caprolactam wird beispielweise in Polyamide, Kunststoff Handbuch, Vol. 3/4, ISBN 3- 446-16486-3, 1998, Carl Hanser Verlag, S.49-52 und Macromolecules, Vol. 32, No.23 (1993), S. 7726 beschrieben. Weiterer Stand der Technik wird auch in DE-A 10 2008 000 352 beschrieben.
Wie bereits im Stand der Technik beschrieben, kann die anionische Polymerisation von Lactamen und Lactonen in einem Reaktionsformgieß- oder Reaktionsspritzgieß- Prozess erfolgen, wobei der Katalysator und weitere Additive während des Polymerisationprozesses der Lactam- und/oder Lactonschmelze zugegeben werden. Die Verfahren nach dem Stand der Technik zeigen den Nachteil, dass der Verarbeiter vor dem Befüllen der Gieß- oder Mischapparatur jedes Mal aufwendig unter absolutem Was- serausschluss definierte Mengen an Katalysator, Aktivator oder anderen Additiven in aufgeschmolzenes Lactam, z.B. Caprolactam, einrühren muss. Da die anionische Polymerisation von Lactamen und Lactonen unter Ausschluss von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser erfolgen muss, um einen vorzeitigen Abbruch der Polymerisation zu vermeiden, bedeutet die Durchführung einer Polymerisation in einem Reaktionsformgieß- oder Reaktionsspritzgieß-Prozess einen erheblichen technischen Aufwand.
Es wäre daher im Hinblick auf die Verfahrensökonomie von Vorteil, wenn für die Herstellung von Polyamid-Formteilen eine Zusammensetzung verwendet werden könnte, welche das Lactam- und/oder Lacton-Monomer, den Katalysator und den Aktivator sowie gegebenenfalls weitere Additive bereits enthält, und welche direkt in der Form beispielsweise durch Erhöhen der Temperatur polymerisiert werden könnte.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Monomer-Zusammensetzung enthaltend Lactame und/oder Lactone bereit zu stellen, die als solche ohne weitere Zugabe von Katalysatoren und/oder Aktivatoren polymerisiert werden kann. Zudem besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteil bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig unter Verwendung von gängigen, einfachen Formgebungsverfahren durchzuführen ist, und mit dem Polyamid-Formteile von hoher Qualität und mit einem niedrigen Gehalt an Restmonomer erhalten werden können. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin ein einfaches Verfahren bereitzustellen, das zu Gusspolyamid-Formteilen mit verbesserter Qualität führt. Zudem sollte der Gehalt an Monomeren im Endprodukt möglichst gering sein, was sich z. B. in einem geringeren Geruch äußert. Außerdem sollte eine möglichst einfache Verarbeitung erreicht werden. Das Verfahren sollte beispielsweise unter Verwendung von standardisierten, preisgünstigen Verarbeitungsmaschinen durchzuführen sein. Wie im Stand der Technik beschrieben, erfolgt die anionische Polymerisation von Lac- tamen, insbesondere infolge der Zugabe eines Aktivators (zum Beispiel eines Isocyanats, Säurehalogenids oder Säureanhydrids), sehr schnell (Schnellpolymerisation) und schon bei sehr tiefen Temperaturen nahe den Schmelztemperaturen der entsprechenden Lactame.
Es wurde überraschend gefunden, dass sich stabile Monomer-Zusammensetzungen herstellen lassen, welche neben dem Lactam- und/oder Lacton-Monomer einen Initiator und einen Katalysator enthalten. Diese Monomer-Zusammensetzungen sind zunächst gegenüber einer Polymerisation stabil. Beispielsweise kann eine solche Mono- mer-Zusammensetzung durch Aufschmelzen und Abkühlen der Komponenten erhalten werden, wobei insbesondere eine schnelle Kristallisation der Monomere (Lactam und/oder Lacton) entscheidend ist. Diese Monomer-Zusammensetzungen können über mehrere Monate gelagert und zu einem späteren Zeitpunkt für die Polyamidherstellung eingesetzt werden. Die Polymerisation einer solchen Monomerzusammensetzung kann durch Anwendung einfacher Verfahren wie zum Beispiel Spritzguss oder Gießverfahren insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 150 bis 200°C erfolgen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung (C) enthaltend die folgenden Komponenten i) mindestens ein Monomer (M) ausgewählt aus Lactamen und
Lactonen;
ii) mindestens einen Katalysator (K);
iii) mindestens einen Aktivator (A); umfassend die folgenden Schritte Vermischen der Komponenten (M), (K) und (A) und ggf. weiterer Komponenten bei einer Temperatur von 50 bis 200°C, insbesondere von 50 °C bis 160 °C, bevorzugt von 50 °C bis 100 °C;
Abkühlen der unter Schritt a) erhaltenen Mischung auf eine Temperatur von 0 °C bis 60 °C, bevorzugt 0°C bis 35°C, insbesondere bevorzugt 0 °C bis 25 °C;
optional Granulieren der abgekühlten Mischung.
Die mittels des beschriebenen Verfahrens erhaltene Monomer-Zusammensetzung stellt ein wertvolles Zwischenprodukt dar, welches als solches gelagert, transportiert und gehandelt werden kann, zum Beispiel in Form von Pulver, Granulat oder Kapseln. Diese fertig gemischte feste Monomerzusammensetzung zeichnet sich durch eine einfache Handhabung aus. Zudem ist zur Verarbeitung (Polymerisation) kein aufwändiges Reaktiv-Polymerisationsverfahren umfassend zwei Komponenten, wie zum Beispiel RTM (Reaction Transfer Molding) oder RIM (Reaction Injection Molding), notwendig.
Aufgrund der geringen Viskosität der eingesetzten Monomerzusammensetzung bei den Verarbeitungstemperaturen (Monomerschmelze) kann eine sehr gute Durchdringung von in der Form vorhandenen Matrixmaterialien (zum Beispiel Füllstoffen oder Fasermatten) erreicht werden. Somit kann das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Polyamidteil einen sehr hohen Füll- bzw. Faserstoffgehalt von etwa 50 bis 90 Gew.-% aufweisen.
Generell ist es vorteilhaft, Verunreinigungen, wie z.B. Wasser, Kohlendioxid und Sau- erstoff, in der Zusammensetzung (C) so gering wie möglich zu halten. Daher sollten insbesondere alle eingesetzten Komponenten trocken und frei von Sauerstoff und Kohlendioxid sein, bzw. möglichst geringe Mengen davon enthalten. Bevorzugt erfolgt die Vermischung der Komponenten (M), (K) und (A) (und ggf. weiterer Komponenten) unter einer Inertgas-Atmosphäre (z.B. unter Stickstoff). Insbesondere werden die Schritte a) bis c) unter weitgehendem Ausschluss von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser durchgeführt.
Das Vermischen der Komponenten in Schritt a) erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur größer oder gleich der Schmelztemperatur des eingesetzten Monomers (M) bzw. der eingesetzten Monomere (M) und unter einer Temperatur von 200 °C, bevorzugt unter 160 °C, bevorzugt unter 120 °C, insbesondere bevorzugt unter 100 °C. Weiterhin bevorzugt ist eine Temperatur unter 90 °C. Der ausgewählte Temperaturbereich in Schritt a) hängt auch von der Auswahl des Monomers (M) bzw. der Monomere (M) ab. Das Vermischen der Komponenten in Schritt a) kann in einem diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren in dem Fachmann bekannten und geeigneten Vorrichtungen erfolgen. Das Vermischen der Komponenten in Schritt a) kann beispielsweise kontinuierlich und/oder diskontinuierlich in einem Rührkessel erfolgen. Das Vermischen der Komponenten in Schritt a) kann beispielsweise kontinuierlich in einem Extruder erfolgen.
Nach dem Vermischen der Komponenten in Schritt a) erfolgt bevorzugt ein möglichst rasches Abkühlen der Monomerschmelze (rasche Kristallisation des Monomers). Ins- besondere erfolgt das Abkühlen der Mischung in Schritt b) auf eine Temperatur von 0 °C bis 60°C, bevorzugt von 0 °C bis 35 °C, besonders bevorzugt 0 °C bis 25 °C innerhalb eines Zeitraums von 1 Sekunde bis 5 Minuten, bevorzugt im Bereich von 1 bis 60 Sekunden. Das Abkühlen der unter Schritt a) erhaltenen Mischung kann insbesondere durch einen kalten Gasstrom (z.B. einem Stickstoffgasstrom von 0 °C) oder ein so ge- nanntes„Cold-Disk-Verfahren" erfolgen.
Als Lactame eignen sich insbesondere Caprolactam, Piperidon, Pyrrolidon, Lauryllactam oder deren Mischungen, bevorzugt Caprolactam, Lauryllactam oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt wird als Monomer (M) Caprolactam oder Lauryllactam eingesetzt. Weiterhin ist es möglich als Monomer ein Lacton oder eine Mischung von Lactam und Lacton einzusetzen. Als Lactone können beispielsweise Caprolacton oder Butyrolacton eingesetzt werden. Bevorzugt übersteigt die Menge an Lacton als Comonomer dabei 40 Gew.-% bezogen auf das Gesamtmonomer nicht. Bevorzugt beträgt der Anteil an Lacton als Comonomer nicht mehr als 10 Gew.-% be- zogen auf das Gesamtmonomer. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden ausschließlich Lactame als Monomere (M) verwendet. Soweit nichts anderes angegeben ist, beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung. Insbesondere wird als Monomer (M) mindestens ein Monomer eingesetzt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Caprolactam, Piperidon, Pyrrolidon, Lauryllactam und Caprolacton.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung (C) Caprolactam (insbesondere als einziges Monomer (M)) und das Vermischen der Komponenten in Schritt a) erfolgt bei einer Temperatur von 70 °C bis 160 °C, bevorzugt von 70 °C bis 120 °C, insbesondere bevorzugt von 70 °C bis 100 °C, weiterhin bevorzugt von 70 °C bis 90 °C. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung (C) Lauryllactam (insbesondere als einziges Monomer (M)) und das Vermischen der Komponenten in Schritt a) erfolgt bei einer Temperatur von 150 °C bis 200, insbesondere von 150 °C bis 160 °C.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt ein Katalysator (K) eingesetzt, welcher einen gängigen Katalysator für die anionische Polymerisation darstellt. Unter einem Katalysator für die anionische Polymerisation wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verbindung verstanden, welche die Bildung von Lactam-Anionen er- möglicht. Lactam-Anionen an sich können ebenfalls als Katalysator fungieren.
Derartige Katalysatoren sind beispielsweise aus Polyamide, Kunststoffhandbuch, 1998, Carl Hanser Verlag bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt ein Katalysator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumcaprolactamat, Kaliumcaprolactamat, Bromid-Magnesiumcaprolactamat, Chlorid-Magnesium- caprolactamat, Magnesium-bis-Caprolactamat, Natriumhydrid, Natrium, Natriumhydroxid, Natriummethanolat, Natriumethanolat, Natriumpropanolat, Natriumbutanolat, Kaliumhydrid, Kalium, Kaliumhydroxid, Kaliummethanolat, Kaliumethanolat, Kaliumpropanolat und Kaliumbutanolat, bevorzugt bestehend aus Natriumcaprolactamat, Kaliumcaprolactamat, Bromid-Magnesiumcaprolactamat, Chloridmagnesium-caprolactamat, Magnesiumbiscaprolactamat, Natriumhydrid, Natrium, Natriumhydroxid, Natriumethanolat, Natriummethanolat, Natriumpropanolat, Natriumbutanolat, Kaliumhydrid, Kalium, Kaliumhydroxid, Kaliummethanolat, Kaliumethanolat, Kaliumpropanolat und Kaliumbutanolat.
Besonders bevorzugt wird ein Katalysator (K) eingesetzt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumhydrid, Natrium und Natriumcaprolactamat; besonders bevorzugt ist der Einsatz von Natriumcaprolactamat und/oder eine Lösung von Natriumcaprolactamat in Caprolactam (z. B. Bruggolen® (BASF, DE) C100; 18 Gew.-% Natriumcaprolactamat in Caprolactam).
Das Molverhältnis von Monomer (M) zu Katalysator (K) kann in weiten Grenzen variiert werden, es beträgt in der Regel von 1 : 1 bis 10.000 : 1 , bevorzugt von 10 : 1 bis 1.000 : 1 , besonders bevorzugt von 20 : 1 bis 300 : 1.
In der Zusammensetzung (C), welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, ist insbesondere mindestens ein Aktivator (A) für die anionische Polymerisation enthalten. Unter einem Aktivator für die anionische Polymerisation wird im Rahmen dieser Erfindung ein durch elektrophile Reste N-substituiertes Lactam (zum Beispiel ein Acyllactam) verstanden. Als Aktivator (A) können auch Vorstufen für solche aktivierten N-substituierten Lactame verstanden werden, welche zusammen mit dem Monomer (M) in situ ein aktiviertes Lactam bilden. Die Aktivatormenge definiert typischerweise die Anzahl der wachsenden Ketten, da jedes Aktivatormolekül das Anfangsglied einer Polymerkette
darstellt. Als Aktivator (A) eignen sich generell Isocyanate, Säureanhydride und Säurehalogenide bzw. deren Umsetzungsprodukte mit dem Monomer (M).
Als Aktivatoren (A) eignen sich aliphatische Diisocyanate, wie Butylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Octamethylendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Undecamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, 4,4'-Methylenbis (cyclohexylisocyanat), aromatische Diisocyanate, wie Toluyldiisocyanat, Isophorondiisocyanat, 4,4'-Methylenbis(phenyl)isocyanat oder Polyisocyanate (zum Beispiel Isocyanate von Hexamethylendiisocyanat; Basonat Hl 100/BASF SE), Allophanate (zum Beispiel Ethylallophanat). Insbesondere können Mischungen der genannten Verbindungen als Aktivator (A) eingesetzt werden.
Als Aktivatoren (A) eignen sich weiterhin aliphatische Disäurehalogenide, wie Butylen- disäurechlorid, Butylen-disäurebromid, Hexamethylen-disäurechlorid, Hexamethylen- disäurebromid, Octamethylen-disäurechlorid, Octamethylen-disäurebromid, Decamethylen-disäurechlorid, Decamethylen-disäurebromid, Dodecamethylen- disäurechlorid, Dodecamethylen-disäurebromid, 4,4'-Methylen-bis-
(cyclohexylsäurechlorid), 4,4'-Methylenbis (cyclohexylsäurebromid); als auch aromatische Disäurehalogenide, wie Toluylmethylendisäurechlorid, Toluylmethylen- disäurebromid, Isophoron-disäurechlorid, Isophoron-disäurebromid, 4,4'- Methylenbis(phenyl)säurechlorid, 4,4'-Methylenbis(phenyl)säurebromid. Insbesondere können Mischungen der genannten Verbindungen als Aktivator (A) eingesetzt werden.
Insbesondere bevorzugt ist ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktivator (A) mindestens eine Verbindung eingesetzt wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Diisocyanaten, aromatischen Diisocyanaten, Polyisocyanaten, aliphatischen Disäurehalogeniden und aromatischen Disäurehalogeniden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Aktivator (A) mindestens eine Verbin- dung ausgewählt aus Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Hexamethylen- disäurebromid, Hexamethylen-disäurechlorid; besonders bevorzugt Hexamethylendiisocyanat eingesetzt.
Als Aktivator (A) kann sowohl die Reinsubstanz wie oben beschrieben oder aber be- vorzugt eine Lösung des Aktivators in einem Lösungsmittel, beispielsweise in N- Methylpyrrolidon, dienen. Das Molverhältnis von Monomer (M) zu Aktivator (A) kann in weiten Grenzen variiert werden und beträgt in der Regel von 1 : 1 bis 10.000 : 1 , bevorzugt von 10 : 1 bis 2.000 : 1 , besonders bevorzugt von 20 : 1 bis 1.000 : 1. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung (C) mindestens eine weitere Komponente enthält, ausgewählt aus Füll- und/oder Verstärkungsstoffen (F), Polymeren (P) und weiteren Zusatzstoffen (Z). Die Zugabe dieser zusätzlichen Komponenten kann zu jeden Schritt des Herstellungsprozesses der Zusammensetzung (C) erfolgen, beispielsweise vor oder zusammen mit der Zugabe an Katalysator (K) und/oder Aktivator (A).
Die Zusammensetzung (C) kann ein oder mehrere Polymere (P) enthalten. Die Zu- sammensetzung (C) kann beispielsweise ein Polymer und/oder Oligomer enthalten, welches sich in-situ durch Polymerisation der in der Zusammensetzung enthaltenen Monomere bildet. Dieses optional enthaltene Polymer (P) ist beispielsweise in einer Menge von 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 0 bis 10 Gew.-% enthalten.
Darüber hinaus kann die Zusammensetzung (C) ein oder mehrere Polymere (P) enthalten, welche in Form eines Polymers zu der Zusammensetzung zugegeben werden. Dieses zugegebene Polymer kann beispielsweise Gruppen enthalten, die zur Bildung von Block- und/oder Pfropf-Copolymeren mit dem aus den Monomeren (M) gebildeten Polymeren, geeignet sind. Beispiele für solche Gruppen sind Epoxy-, Amin-, Carboxyl-, Anhydrid-, Oxazolin-, Carbodiimid-, Urethan-, Isocyanat- und Lactam-Gruppen.
Zudem besteht die Möglichkeit zur Verbesserung der Produkteigenschaften, Verträglichkeiten der Komponenten und Viskosität der Zusammensetzung (C) mindes- tens ein Polymer (P) zuzugeben ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polystyrol, Styrol-Copolymerisate, wie zum Beispiel Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN), Acrylnit- ril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) oder Styrol-Butadien-Copolymere (SB), Polyphenylenoxidether, Polyolefine, wie zum Beispiel Polyethylen (HTPE (high- temperature-polyethylene), LTPE (low-temperature-polyethylene)), Polypropylen oder Polybuten-1 , Polytetrafluoroethylen; Polyester, wie zum Beispiel
Polyethylenterephthalat (PET); Polyamide; Polyether, wie zum Beispiel Polyethylenglykol (PEG), Polypropylenglykol oder Polyethersulfone (PESU oder PES); Polymere aus Vinylgruppen enthalten Monomeren, wie zum Beispiel Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchloride, Polystyrol, schlagzäh-modifiziertes Polystyrol, Polyvinylcarbazol, Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol; Polyisobutylene, Polybutadien und Polysulfone. Es ist weiterhin die Verwendung von Copolymeren als Polymer (P) möglich, die aus den Monomereinheiten der oben genannten Polymere bestehen. Die Zugabe von Polymeren kann in jedem Schritt des Herstellungsprozesses der Zusammensetzung (C) erfolgen, beispielsweise vor oder zusammen mit der Zugabe an Katalysator (K) und/ oder Aktivator (A). Die Zugabe von Polymer kann insbesondere der Einstellung der Viskosität der Zusammensetzung (C) dienen. Das Polymer (P) kann beispielsweise im Monomer gelöst oder dispergiert vorliegen.
Für den Fall, dass das Polymer/die Polymere (P) im Monomer gelöst vorliegen, beträgt der Anteil Polymer (P) an der Zusammensetzung (C) bevorzugt weniger als 40 Gew.- %. Für den Fall, dass das Polymer/die Polymere im Monomer dispergiert vorliegen, beträgt der Anteil Polymer (P) an der Zusammensetzung (C) bevorzugt weniger als 60 Gew.-%.
Die Zusammensetzung (C) kann zudem ein vernetzendes Monomer enthalten. Ein vernetzendes Monomer kann eine Verbindung darstellen, die mehr als eine Gruppe enthält, welche mit dem Monomer (M) copolymerisiert werden kann. Beispiele für sol- che Gruppen sind Epoxy-, Amin-, Carboxyl-, Anhydrid-, Oxazolin-, Carbodiimid-, Ure- than-, Isocyanat- und Lactan-Gruppen. Als vernetzende Monomere eignen sich beispielsweise aminosubstituierte Lactame wie Aminocaprolactam, Aminopiperidon, Aminopyrrolidon, Aminolauryllactam oder deren Mischungen, bevorzugt Aminocaprolactam, Aminopyrrolidon oder deren Mischungen, besonders bevorzugt Aminocaprolactam.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung (C) mindestens einen Füll- und/oder Verstärkungsstoff (F). Als Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) kommen organische oder anorganische Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) in Frage. Beispielsweise können anorganische Füllstoffe, wie Kaolin, Kreide, Wollastonit, Talkum, Calciumcarbonat, Silikate, Titandioxid, Zinkoxid, Graphit, Graphene, Glaspartikel, (z.B. Glaskugeln), nanoskalige Füllstoffe, (wie Kohlenstoff-Nanoröhren carbonanotubes), carbon black, Schichtsilikate, nanoskalige Schichtsilikate, nanoskaliges Aluminiumoxid (Al203), nanoskaliges Titandioxid (Ti02) und nanoskaliges Siliciumdioxid (Si02), eingesetzt werden.
Weiterhin bevorzugt ist der Einsatz von Faserstoffe als Füll- und/oder Verstärkungsstoff (F). Die Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) werden in der Regel ausgewählt aus der Gruppe umfassend Mineralien in für Thermoplastanwendungen üblicher Korngröße wie beispielsweise Kaolin, Kreide, Wollastonit oder Talkum, Kohlenstoff- oder Glasfasern, z. B. gemahlene Glasfasern und auch textile Strukturen (Gewebe und Gelege) aus unidirektionalen Fasern, bevorzugt Glas- und Kohlenstofffasern. Als Schlichte für die Füll- oder Verstärkungsstoffe kann die gleiche Schlichte wie für den Einsatz im thermoplastisch zu verarbeitenden Polyamid verwendet werden.
Beispielsweise können ein oder mehrere Faserstoffe zum Einsatz kommen, ausgewählt aus bekannten anorganischen Verstärkungsfasern, wie Borfasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Kieselsäurefasern, Keramikfasern und Basaltfasern; organischen Verstärkungsfasern, wie Aramidfasern, Polyesterfasern, Nylonfasern, Polyethylenfasern; und Naturfasern, wie Holzfasern, Flachsfasern, Hanffasern und Sisalfasern. Insbesondere bevorzugt ist der Einsatz von Glasfasern, insbesondere Schnittglasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Borfasern, Metallfasern oder Kaliumtitanatfasern.
Die genannten Fasern können in Form von Kurzfasern, Langfasern oder als Gemisch von Kurz- und Langfasern eingesetzt werden. Hierbei weisen die Kurzfasern vorzugsweise eine mittlere Faserlänge im Bereich von 0,1 bis 1 mm auf. Weiterhin bevorzugt sind Fasern mit einer mittleren Faserlänge im Bereich von 0,5 bis 1 mm. Die eingesetz- ten Langfasern weisen vorzugsweise eine mittlere Faserlänge von über 1 mm, bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 mm auf.
Insbesondere können auch Mischungen der genannten Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden als Füll- und/oder Verstär- kungsstoff (F) Glasfasern und/oder Glaspartikel, insbesondere Glaskugeln, ausgewählt.
Die im oben beschriebenen Verfahren hergestellte Zusammensetzung (C) enthält bevorzugt 30 bis 90 Gew.-%, insbesondere von 30 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 50 Gew.-%, weiterhin bevorzugt von 50 bis 90 Gew.-% an mindestens einem Füll- und/oder Verstärkungsstoff (F).
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Zusammensetzung (C) weitere Zusatzstoffe (Z) enthalten. Bevorzugt sind die Zusatzstoffe (Z) in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0 bis 3,5 Gew.-% in der Zusammensetzung enthalten. Als Zusatzstoffe (Z) können beispielsweise Stabilisatoren, wie Kupfersalze, Farbstoffe, Antistatika, Füllöle, Stabilisatoren, Oberflächenverbesserer, Sikkative, Entformungs-Hilfsmittel, Trennmittel, Antioxidan- tien, Lichtstabilisatoren, PVC-Stabilisatoren, Gleitmittel, Flammschutzmittel, Treibmittel, Schlagzähmodifikatoren und Nukleierungshilfsmittel zugesetzt werden.
Bevorzugt enthält die Zusammensetzung (C) als Zusatzstoff (Z) einen Schlagzähigkeitsverbesserer, insbesondere einen Polydien-Polymer (z.B. Polybutadien, Polyisopren) enthaltend Anhydrid und/oder Epoxigruppen. Das Polydien- Polymer weist insbesondere eine Glasübergangstemperatur unter 0 °C, bevorzugt unter -10 °C, besonders bevorzugt unter -20 °C auf. Das Polydien-Polymer kann auf der Basis eines Polydien-Copolymers mit Polyacrylaten, Polyethylenacrylaten und/oder Polysiloxanen basieren und mittels der gängigen Verfahren hergestellt werden (z.B. Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation, Lösungspolymerisation, Gasphasenpolymerisation).
Die optionale Zugabe von Füll- und/oder Verstärkungsstoffen (F) und weiteren Zusatz- Stoffen (Z) kann zu jeden Schritt des Herstellungsprozesses der Zusammensetzung (C) erfolgen, beispielsweise vor oder zusammen mit der Zugabe an Katalysator (K) und/oder Aktivator (A).
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf die Verwendung einer Zusam- mensetzung (C) erhältlich durch ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Polyamid- Formteils, insbesondere eines Gusspolyamid-Formteils, durch anionische Polymerisa- tion, wobei zur Polymerisation mindestens ein Monomer (M1) ausgewählt aus Lacta- men und Lactonen (bevorzugt ein cyclisches Lactam) verwendet wird, das vor Beginn der Polymerisation mit mindestens einem Additiv (X1) zu einem Granulat verarbeitet wurde, und wobei dann das mindestens ein Monomer (M1) enthaltende Granulat zur Polymerisation gebracht wird, wobei die Mischung aus Monomer (M1) mit Additiv (X1) optional in fester Form oder Schmelze vor oder während der Polymerisation mit mindestens einem weiterem Monomer (M2) ausgewählt aus Lactamen und Lactonen (bevorzugt ein cyclisches Lactam) und/oder mindestens einem weiteren Additiv (X2) vermischt wird. Dabei folgt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Schritt der Polymerisation des mindestens ein Monomer (M1) ausgewählt aus Lactamen und Lactonen (bevorzugt einem cyclischen Lactam (M1)) enthaltenden Granulats direkt auf die Herstellung des Granulats aus mindestens ein Monomer (M1) (bevorzugt einem cyclischen Lactam (M1)) und mindestens einem Additiv (X1). Die Herstellung des Granulats aus mindestens einem Monomer (M1) (bevorzugt ein cyclischen Lactam) und mindestens einem Additiv (X1) wird hierbei auch als„Konfektionierung" bzw.„Vorkonfektionierung" bezeichnet. Das mit mindestens einem Additiv (X1) versehene mindestens eine Monomer (M1) (bevorzugt ein cyclisches Lactam) kann somit direkt in einer Lactam- Fabrikationsanlage zu einem Granulat (oder vergleichbaren festen Partikeln) verarbeitet werden. Dieses Granulat kann dann vom Verarbeiter beispielsweise zur Herstellung eines Gusspolyamid-Formteils eingesetzt werden und muss, im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, nicht erneut mit Additiven versehen werden. Das Zumischen weiterer Additive bleibt aber weiterhin als Option erhalten.
Dabei sind mit dem Begriff „Granulat" auch andere„vorkonfektionierte" Partikel einer Größe zwischen 1 mm und 20 mm, bevorzugt einer mittleren Größe von 2 bis 15 mm und besonders bevorzugt Teilchen einer mittleren Größe von 4 mm bis 10 mm, gemeint. Dabei können die Teilchen verschieden Formen haben. Sie können beispielsweise tonnenförmig, kugelförmig oder auch schuppenförmig sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird der optionale Schritt des Vermischens mit einem weiterem Monomer (M2) ausgewählt aus Lactamen und Lactonen (bevorzugt Lactam) und/oder mindestens einem weiteren Additiv (X2) durchgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der optionale Schritt des Vermischens mit einem weiterem Monomer (M2) und/oder mindestens einem weiteren Additiv (X2) nicht durchgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind das mindestens eine Additiv (X1) und das optionale weitere Additiv (X2) jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend Katalysatoren und Aktivatoren. Als Katalysatoren (K) und Aktivatoren (A) können die weiter oben im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung (C) genannten Verbindungen Verwendung finden.
Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind auch ein Gusspolyamid- Formteil, herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, sowie eine feste Caprolactam-Zubereitung, die mindestens ein Additiv (X1) in Mengen < 90 Gew.-%, bevorzugt < 60 Gew.-% und besonders bevorzugt < 40 Gew.-% enthält. Lactame, wie bspw. £(epsilon)-Caprolactam, können während der Konfektionierung auf einfache Art mit Additiven und/oder Zusatzstoffen (Z) versehen werden, beispielsweise mit den oben genannten Zusatzstoffen (Z), Katalysatoren (K) und Aktivatoren (A), insbesondere mit Farbstoffen, Trocknungsmitteln, Aktivatoren oder Katalysatoren, Kettenverlängeren, Stabilisatoren oder Schlagzähmodifizierern.
Man kann ebenso andere Zusammensetzungen wählen, beispielsweise eine vorkonfektionierte Aktivator- sowie Katalysatorschmelze zu einer Lactamschmelze dosieren, zu der in einem weiteren Schritt auch weitere Additive gegeben werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Verarbeitung des mindestens einen Monomers (M1) ausgewählt aus Lactamen und Lactonen (bevorzugt mindestens einem cyclischen Lactam) mit dem mindestens einem Additiv (X1) zu einem Granulat durch Mischen der Komponenten in trockenem Zu- stand.
Häufig wird die anionische Polymerisation z. B. so ausgeführt, dass man jede Momomer-Komponente (normalerweise 2 Komponenten (M1) und (M2)) unter Feuch- tigkeitsausschluss aufschmilzt, in eine Komponente Katalysator (z. B. Lactamat) und in eine andere Komponente den Aktivator (z. B. Isocyanatderivat) gibt, und dann unter Rühren mit einem normalen Rührwerk oder einer geeigneten Mischmaschine die beiden Komponenten vermischt. Dabei können auch weitere Zusatzstoffe zugegeben werden, beispielsweise 3 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 8 bis 18 Gew.-% Schlagzähmodifizierer, Stabilisatoren, Flammschutzmittel oder andere Additive.
Die Gusspolymerisationsapparatur sollte bevorzugt für jede Schmelze einzeln einen Schmelzkreislauf bis zum Gusskopf besitzen, durch den die Schmelze in den Schläuchen und Leitungen durch ständiges Umpumpen in Bewegung gehalten wird. Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dieser Kreislauf jedoch nicht zwin- gend notwendig.
Als Monomere (M1) und/oder (M2) kommen die oben genannten Monomere (M), bevorzugt cyclische Lactame mit 6 bis 16 C-Atomen in Frage, insbesondere bevorzugt Laurinlactam und besonders bevorzugt £(epsilon)-Caprolactam. Dabei kann das Monomer (M1) und das Monomer (M2) gleich oder verschieden sein.
Ebenso kann das Additiv (X1) und das Additiv (X2) gleich oder verschieden sein. Es können auch zusätzlich Zusatzstoffe (Z) wie oben beschrieben verwendet werden. Insbesondere können oben genannte Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) verwendet werden, wobei die Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) jeweils unabhängig voneinander vor der Polymerisation als weiteres Additiv oder während der Polymerisation zuge- geben werden.
Es können Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) wie oben beschrieben verwendet werden. Bevorzugt werden die Füll- und/oder Verstärkungsstoffe (F) ausgewählt aus der Gruppe umfassend Mineralien in für Thermoplastanwendungen üblicher Korngröße wie beispielsweise Kaolin, Kreide, Wollastonit oder Talkum, Kohlenstoff- oder Glasfasern, z. B. gemahlene Glasfasern und auch textile Strukturen (Gewebe und Gelege) aus unidirektionalen Fasern, bevorzugt Glas- und Kohlenstofffasern. Als Schlichte für die Füll- oder Verstärkungsstoffe kann die gleiche Schlichte wie für den Einsatz im thermoplastisch zu verarbeitenden Polyamid verwendet werden.
Als Katalysator (K) kann mindestens eine der oben in Bezug zur Komponente (K) genannten Verbindungen eingesetzt werden. Bevorzugt handelt es sich um ein Alkalioder Erdalkalilactamat, bevorzugt als Lösung in Lactam, besonders bevorzugt Natriumcaprolactamat in £(epsilon)-Caprolactam.
Als Aktivator (A) kann mindestens eine der oben in Bezug zur Komponente (A) genannten Verbindungen eingesetzt werden. Bevorzugt handelt es sich beim Aktivator (A) um N-Acyllactame oder Säurechloride oder, bevorzugt, um aliphatische Isocyanate, besonders bevorzugt Oligomere des Hexamethylendiisocyanats. Als Aktivator (A) kann sowohl die Reinsubstanz wie auch bevorzugt eine Lösung, beispielsweise in N- Methylpyrrolidon, dienen.
Weitere Zusatzstoffe (Z) und/oder Additive (X) können die weiter oben im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung (C) genannten Zu- satzstoffe (Z) sein. Beispielsweise handelt es sich bei den Zusatzstoffen (Z) um Schlagzähmodifikatoren, Flammschutzmittel, Nukleierungshilfsmittel, Farbstoffe, Füllöle, Stabilisatoren, Oberflächenverbesserer, Sikkative und Entformungshilfsmittel sein. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind auch ungefüllte, gefüllte und/oder verstärkte Polyamidkompositionen, hergestellt durch anionische Polymerisation einer Mischung (Zusammensetzung (C)) enthaltend (oder bestehend aus): a) 10 bis 95 Gew.% mindestens eines Monomers (M) ausgewählt aus Lactamen und Lactonen; bevorzugt 40 bis 95 Gew.-% cyclisches Lactam mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen im Ring, bevorzugt Laurinlactam und besonders bevorzugt £(epsilon)-Caprolactam, oder Mischungen dieser Lactame, b) 0,8 bis 8 Gew-% Katalysator (K), bevorzugt eine Mischung von etwa 15 bis 20 Gew.-% Lactamat-Salz, darunter bevorzugt Natriumlactamat, in £(epsilon)- Caprolactam, c) 0,5 bis 5 Gew.-% Aktivator (A), bevorzugt aliphatische Isocyanate oder N-Acyl- lactame, d) 1 bis 90, bevorzugt 1 bis 88 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-% Füll- und/oder Verstär- kungsstoffe (F), bevorzugt Glasfasern, darunter Kurzglasfasern, gemahlene Kohlenstofffasern und Textilien aus Glas- und Kohlestofffasern, e) 0 bis 20 Gew-% andere Additive und/oder Zusatzstoffe (Z) wie beispielsweise Schlagzähmodifikatoren, Flammschutzmittel, Nukleierungshilfsmittel, Farbstoffe, Füllöle, Stabilisatoren, Oberflächenverbesserer, Sikkative oder Entformungs- hilfsmittel.
Dabei werden eine oder mehrere der Komponenten b), c) und d) schon bei der Konfektionierung in das cyclische Lactam a) eingearbeitet, was Vorteile bei der Verarbeitung dieser Lactame zu Polyamiden bietet.
In einer bevorzugten Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils, wobei eine Zusammensetzung (C) erhältlich (oder erhalten) durch ein oben beschriebenes Verfahren (Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung (C)) durch Erwärmen auf eine Temperatur von 120 °C bis 250°C polymerisiert wird.
Generell ist es vorteilhaft, Verunreinigungen, wie z.B. Wasser, Kohlendioxid und Sauerstoff, welche zu einem Abbruch der anionischen Polymerisation führen können, so gering wie möglich zu halten. Daher sollten insbesondere alle eingesetzten Komponenten trocken und frei von Sauerstoff und Kohlendioxid sein. Bevorzugt wird die Polymerisation unter weitgehendem Ausschluss von Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser durchgeführt. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils, wie oben angegeben, umfassend die folgenden Schritte: i) Schmelzen der Zusammensetzung (C) bei einer Temperatur von 50 °C bis 200°C; insbesondere von 50 °C bis 160 °C, bevorzugt von 50 °C bis 100 °C; j) Einfüllen der geschmolzenen Zusammensetzung (C) in eine Werkzeugkavi- tät; k) Polymerisation der Zusammensetzung (C) durch Erwärmen auf eine Temperatur von 120 bis 250°C.
Das Schmelzen der Zusammensetzung (C) erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur größer oder gleich der Schmelztemperatur des eingesetzten Monomers (M) bzw. der eingesetzten Monomere (M) und unter einer Temperatur von unter 160 °C, bevorzugt unter 150 °C, bevorzugt unter 120 °C, insbesondere bevorzugt unter 100 °C, weiterhin bevorzugt unter 90 °C. Der ausgewählte Temperaturbereich in Schritt a) hängt somit von der Auswahl des Monomers (M) bzw. der Monomere (M) ab. Die geschmolzene Zusammensetzung (C) kann mittels eines geeigneten Formgebungsverfahrens (z.B. Spritzguss, Gussverfahren) in eine Werkzeugkavität gefüllt und dort durch Erhöhung der Temperatur polymerisiert werden.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils wie oben ange- geben, wobei die Werkzeugkavität vor dem Einfüllen der geschmolzenen Zusammensetzung mindestens einen Füll- und/oder Verstärkungsstoff (F) enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Werkzeugkavität ein Fasergewebe und/oder ein Fasernetz, beispielsweise eine Glasfasermatte und/oder ein Glasfasernetz. Es ist weiterhin möglich einen Füll- und/oder Verstärkungsstoff (F) zusammen mit der geschmolzenen Zusammensetzung (C) in die Werkzeugkavität einzufüllen. Dies kann mittels bekannter Verfahren (beispielsweise in einer Spritzgussvorrichtung oder Formgussvorrichtung) erfolgen. Der optional zugegebene Füll- und/oder Verstärkungsstoff (F) kann aus den oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung (C) genannten Füll- und/oder Verstärkungsstoffen (F) ausgewählt werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich Polyamid-Formteile mit einem hohen Anteil an Füll- und/oder Verstärkungsstoffen (F) herzustellen. Insbeson- dere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid-Formteil einen Füll- und/oder Verstärkungsstoffanteil im Bereich von 30 bis 90 Gew.-%, insbesondere von 30 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 50 Gew.-%, weiterhin bevorzugt von 50 bis 90 Gew.-% aufweist. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich auf das Gesamtgewicht des Polyamid-Formteils.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung einer Zusammensetzung (C) erhältlich durch ein Verfahren wie oben beschrieben zur Herstellung eines Polyamid-Formteils, insbesondere eines füllstoffhaltigen und/oder faserverstärk- ten Formteils. Insbesondere weist das Polyamid-Formteil einen Füll- und/oder Faserstoffanteil im Bereich von 30 bis 90 Gew.-% auf.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Polyamid-Formteil, insbesondere ein Gusspolyamid-Formteil, herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyamid-Formteile können insbesondere Anwendung finden als Material zur Herstellung von Teilen der Autoka- rosserie, z.B. Fahrgastzelle, Kotflügel, als auch von Autoteilen, wie Verkleidungen von Rahmen, Armaturenbrettern und für den Innenraum von Fahrgastzellen. Die Polyamid- Formteile können ferner eingesetzt werden als Inliner für Tanks, Zahnräder, Gehäuse Verpackungsfilme und Beschichtungen.
Prinzipiell eignen sich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyamid-Formteile für jegliche Gehäuse für elektrische Kleingeräte, wie Mobiltelefone, Laptops, iPads oder allgemein Kunststoffartikel, die Metall imitieren sollen.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert. Beispiel 1
834 g/h (7062 mmol/h) s(epsilon)-Caprolactam, 1 15 g/h (144 mmol/h) Katalysator Bruggolen® C 10 (17 % w/w s(epsilon)-Caprolactamat in s(epsilon)-Caprolactam) und 51 g/h (14 mmol/h) Initiator Bruggolen® C 20 (80 % w/w blockiertes Diisocyanat in ε- Caprolactam) wurden in einem Extruder PTW 16, 130 Upm, Düse 2 mm, 1 ,0 kg/h, bei 70°C gemischt. Die Mischung wurde durch einen kalten Gasstrom (coldfeed 0°C) abgekühlt. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur unter Stickstoff granuliert. Eine Woche später wurde das so erhaltene Caprolactam-Granulat bei einer Produkttemperatur von 80°C in einer Spritzgussmaschine Arburg 270 S mit vertikal angeordneter Spritzeinheit spritzgegossen. Das Temperaturprofil des Zylinders betrug 60 °C / 65 °C/ 70 °C / 75 °C. Die Einspritzzeit betrug 0,8 s, die Nachdruckzeit betrug 2 s. Die Schmelze wurde in eine Form mit 150°C Werkzeug-Temperatur injiziert. Danach wurde die Polymerisation 5 Minuten fortschreiten gelassen. Das erhaltene Polyamid-Formteil wurde aus dem Werkzeug entnommen.
Der Gehalt an Restmonomer (Caprolactam) des Polyamid-Produktes wurde chromatographisch bestimmt. Die Viskositätzahl des Polyamid-Produktes wurde gemäß der ISO 307 bei 5 °C in 96 %iger Schwefelsäure bestimmt. Das erhaltene Polymer enthielt 0,9 Gew.-% Rest Caprolactam und wies eine Viskositätszahl von 195 auf.
Beispiel 2
834 g/h (7062 mmol/h) s(epsilon)-Caprolactam, 3000 g/h Glaskugeln, 115 g/h (144 mmol/h) Katalysator Bruggolen® C 10 (17 % w/w s(epsilon)-Caprolactamat in ε- Caprolactam) und 51 g/h (14 mmol/h) Initiator Bruggolen® C 20 (80 % w/w blockiertes Diisocyanat in s(epsilon)-Caprolactam) wurden in einem Extruder PTW 16, 130 Upm, Düse 2 mm, 3,0 kg/h, bei 70°C gemischt. Die Mischung wurde durch einen kalten Gasstrom (coldfeed 0°C) gekühlt.
Die Mischung wurde bei Raumtemperatur unter Stickstoff granuliert.
Eine Woche später wurde das so erhaltene Caprolactam-Granulat bei einer Produkttemperatur von 80°C spritzgegossen. Die Schmelze wurde bei T = 150°C in eine Werkzeugkavität injiziert. Danach wurde die Polymerisation 5 Minuten fortschreiten gelassen. Das erhaltene Polyamid-Formteil wurde aus dem Werkzeug entnommen. Das erhaltene Polymer enthielt 1 ,5 Gew.-% Rest-Caprolactam und wies eine Viskositätszahl von 230 auf.
Beispiel 3
Die gemäß Beispiel 1 hergestellt Monomerzusammensetzung wurde einen Monat gelagert. Danach wurde die Polymerisation wie in Beispiel 1 beschrieben ausgeführt. Das erhaltene Polyamid enthielt einen Restmonomergehalt von 0,95 Gew.-% Caprolactam und wies eine Viskositätszahl von 191 auf. Es konnte also gezeigt werden, dass die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Monomer-Zusammensetzungen über einen langen Zeitraum stabil sind, d.h. auch nach einer langen Zeit noch vollständig polymerisiert werden können.
Beispiel 4
Es wurde eine Zusammensetzung wie in Beispiel 1 angegeben hergestellt, wobei die Vermischung des ε-Caprolactam, des Katalysator und des Initiators in einem Rundkolben unter Verwendung eines magnetischen Rührers durchgeführt wurden. Die Komponenten wurden in einer Glovebox (Schutzkammer) unter trockenem Stickstoff in den Kolben gegeben. Nach der Herstellung der Zusammensetzung wurde die Öffnung des Kolbens versiegelt und aus der Glovebox entfernt. Die Zusammensetzung wurde in einem Eisbad abgekühlt.
Die Zusammensetzung wurde dann für eine Woche bei Raumtemperatur gelagert. Danach wurde die Polymerisation bei einer Temperatur von 150 °C für 10 min durchgeführt. Das Polyamid-Produkt wies einen Gehalt an Caprolactam-Restmonomer von 0,85 Gew.-% und eine Viskositätzahl von 200 auf.
Beispiele 5.1 bis 5.8: Für die folgenden Beispiele 5.1 bis 5.8 diente als Katalysator eine Lösung von Natriumlactamat in s(epsilon)-Caprolactam (Katalysator Addonyl® NL, Firma Rhein Chemie), der Aktivator war ein Oligomeres aus Hexamethylendiisocyanat, gelöst in N- Methylpyrrolidon (Addonyl® 8108, Firma Rhein Chemie). Die Komponenten wurden unter trockenem Stickstoff aufgeschmolzen und dann für 30 Sekunden in einem auf 100°C thermostatisierten Glasbehälter unter trockenem Stickstoff gerührt. Die mit den Additiven vermischte s(epsilon)-Caprolactamschmelze wurde gravimetrisch in eine auf 150°C beheizte Stahlform eingetragen. Entformt wurde nach 5 Minuten. Bewertet wurden die Form und das Aussehen des Formteils sowie der Ge- halt an Restmonomeren (s(epsilon)-Caprolactam). Die in den Vergleichsbeispielen eingesetzten Caprolactam-Zubereitungen wurden getrennt unter trockenem Schutzgas hergestellt und in wasserdichten Kunststoffbehältern gelagert.
Vergleichsbeispiel 5.1 Es wurden die folgenden Zusammensetzungen hergestellt:
Katalysatorschmelze: In eine Mischung aus 100 g bei 90°C aufgeschmolzenes s(epsi- lon)-Caprolactam der BASF SE wurden 1 ,5 g Katalysator unter Schutzgas eingerührt.
Aktivatorschmelze: In eine Mischung aus 100,0 g s(epsilon)-Caprolactam wurden bei 90°C 1 ,0 g Aktivator unter Schutzgas eingerührt. Beide Schmelzen wurden in einem auf 90°C beheizten Kolben unter trockenem Stickstoff durch Rühren (30 Sekunden) innig vermischt und gravimetrisch in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block. Aussehen: gut, Restcaprolactam 1 , 1 %
Vergleichsbeispiel 5.2: Zugabe von Kurzglasfasern
Es wurde eine Katalysatorschmelze wie unter Beispiel 5.1 beschriebenen hergestellt.
Aktivatorschmelze: In eine Mischung aus 100,0 g s(epsilon)-Caprolactam wurden bei 90°C 1 ,0 g Aktivator und 40 g handelsübliche Kurzglasfasern mit Schlichte für Polyamide (Firma OCV) unter Schutzgas eingerührt. Beide Schmelzen wurden in einem auf 90°C beheizten Kolben unter trockenem Stickstoff durch Rühren (30 Sekunden) innig vermischt und gravimetrisch in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block. Aussehen: gut, Rest-Caprolactam 3,6 %, Geruch nach Caprolactam
Vergleichsbeispiel 5.3: kein Wasserausschluss
Es wurde eine Katalysatorschmelze wie unter Beispiel 5.1 beschriebenen hergestellt.
Aktivatorschmelze: In eine Mischung aus 100,0 g s(epsilon)-Caprolactam wurden bei 90°C 1 ,0 g Aktivator eingerührt. Beide Schmelzen wurden in einem auf 90°C beheizten Kolben durch Rühren (5 Sekunden) innig vermischt und gravimetrisch in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Es wurde nicht unter trockenem Schutzgas (Stickstoff) gearbeitet. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block.
Aussehen: schlecht (Schlieren, Verfärbung), Restcaprolactam 5,1 %, Geruch nach Caprolactam
Vergleichsbeispiel 5.4 : Zugabe von Kurzglasfasern und kein Wasserausschluss
Es wurde eine Katalysatorschmelze wie unter Beispiel 5.1 beschriebenen hergestellt.
Aktivatorschmelze: In eine Mischung aus 100,0 g s(epsilon)-Caprolactam wurden bei 90°C 1 ,0 g Aktivator und 40 g handelsübliche Kurzglasfasern mit Schlichte für Polyamide (Firma OCV) eingerührt.
Beide Schmelzen wurden in einem auf 90°C beheizten Kolben durch Rühren (5 Sekunden) innig vermischt und gravimetrisch in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Es wurde nicht unter trockenem Schutzgas (Stickstoff) gearbeitet. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block.
Aussehen: sehr schlecht (Schlieren, Gelbfärbung), Restcaprolactam 8,7 %, starker Geruch nach Caprolactam.
Beispiel 5.5 101 ,5 g festes schuppenförmiges s(epsilon)-Caprolactam, das schon 1 ,5 g Katalysator enthielt , wurde mit 101 ,0 g festem s(epsilon)-Caprolactam, das schon 1 ,0 g Aktivator enthielt, unter Schutzgas vermischt, aufgeschmolzen und 5 Sekunden gerührt.
Die Schmelze wurde bei 90°C in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block. Aussehen: gut, Restcaprolactam 1 ,1 %
Beispiel 5.6: Zugabe von Kurzglasfasern bei Konfektionierung
101 ,5 g festes schuppenförmiges s(epsilon)-Caprolactam, das schon 1 ,5 g Katalysator enthielt, wurde mit 141 ,0 g festen s(epsilon)-Caprolactam, das schon 1 ,0 g Aktivator und 40 g handelsübliche Kurzglasfasern mit Schlichte für Polyamide (Firma OCV) vermischt enthielt, aufgeschmolzen und 5 Sekunden gerührt.
Die Schmelze wurde bei 90°C in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block.
Aussehen: gut, Restcaprolactam 1 ,2 %
Beispiel 5.7: Zugabe von Kurzglasfasern vor der Verarbeitung
101 ,5 g festes schuppenförmiges s(epsilon)-Caprolactam, das schon 1 ,5 g Katalysator enthielt, wurde mit 101 ,0 g festen s(epsilon)-Caprolactam, das schon 1 ,0 g Aktivator enthielt und 40 g handelsübliche Kurzglasfasern mit Schlichte für Polyamide (Firma OCV) vermischt, aufgeschmolzen und 5 Sekunden gerührt.
Die Schmelze wurde bei 90°C in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block.
Aussehen: gut, Restcaprolactam 1 ,6 %
Beispiel 5.8: (nur 1 Komponente):
202,5 g festes schuppenförmiges s(epsilon)-Caprolactam, das schon 1 ,5 g Katalysator und 1 ,0 g Aktivator wurde unter Schutzgas aufgeschmolzen und nicht gerührt.
Die Schmelze wurde bei 90°C in das auf 150°C vorgeheizte Stahlwerkzeug gegossen. Nach 5 Minuten wurde entformt. Man erhielt einen homogenen Block.
Aussehen: gut, Restcaprolactam 1 ,0 %
Die Beispiele und Vergleichsbeispiele 5.1 bis 5.8 zeigen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren bessere Polyamidformteile mit weniger Aufwand hergestellt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert auch vom Aussehen her bessere Produkte; zudem kann zumeist der Geruch deutlich vermindert werden. Letzterer Aspekt kann mit einem geringeren Restgehalt an nicht umgesetzten Monomeren erklärt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung (C) enthaltend die folgenden Komponenten: i) mindestens ein Monomer (M) ausgewählt aus Lactamen und Lactonen;
ii) mindestens einen Katalysator (K);
iii) mindestens einen Aktivator (A); umfassend die folgenden Schritte: a) Vermischen der Komponenten (M), (K) und (A) sowie ggf. weiterer Komponenten bei einer Temperatur von 50 bis 200°C; b) Abkühlen der unter Schritt a) erhaltenen Mischung auf eine Temperatur von 0 °C bis 60°C;
c) optional Granulieren der abgekühlten Mischung.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenset- zung (C) mindestens eine weitere Komponente enthält, ausgewählt aus Füll- und/oder Verstärkungsstoffen (F), Polymeren (P) und weiteren Zusatzstoffen (Z).
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomer (M) mindestens ein Monomer eingesetzt wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Caprolactam, Piperidon, Pyrrolidon, Lauryllactam, und
Caprolacton.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator (K) mindestens eine Verbindung eingesetzt wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumcaprolactamat, Kaliumcaprolactamat, Bromid-
Magnesiumcaprolactamat, Chloridmagnesiumcaprolactamat, Magnesium- biscaprolactamat, Natriumhydrid, Natrium, Natriumhydroxid, Natriumethanolat, Natriummethanolat, Natriumpropanolat, Natriumbutanolat, Kaliumhydrid, Kalium, Kaliumhydroxid, Kaliummethanolat, Kaliumethanolat, Kaliumpropanolat und Kaliumbutanolat.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Aktivator (A) mindestens eine Verbindung eingesetzt wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Diisocyanaten, aromatischen Diisocyanaten, Polyisocyanaten, aliphatischen Disäurehalogeniden und aromatischen Disäurehalogeniden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlen der Mischung in Schritt b) auf eine Temperatur von 0 °C bis 60°C innerhalb eines Zeitraums von 1 bis 60 Sekunden erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils durch anionische Polymerisation, bei dem zur Polymerisation mindestens ein Monomer (M1) ausgewählt aus Lac- tamen und Lactonen verwendet wird, das vor Beginn der Polymerisation mit mindestens einem Additiv (X1) zu einem Granulat verarbeitet wurde, und bei dem dann das mindestens ein Monomer (M1) enthaltende Granulat zur Polymerisation gebracht wird, wobei die Mischung aus Monomer (M1) mit Additiv (X1) optional in fester Form oder Schmelze vor oder während der Polymerisation mit mindestens einem weiterem Monomer (M2) ausgewählt aus Lactamen und Lactonen und/oder mindestens einem weiteren Additiv (X2) vermischt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils gemäß Anspruch 7, wobei das mindestens eine Monomer (M1) und das optionale weitere Monomer (M2) jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Lactame mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen im Ring.
Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Verarbeitung des mindestens einen Monomers (M1) mit dem mindestens einem Additiv (X1) zu einem Granulat durch Mischen der Komponenten in trockenem Zustand erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Zusammensetzung (C) erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durch Erwärmen auf eine Temperatur von 120 bis 250°C polymerisiert wird.
Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils gemäß Anspruch 10 umfassend die folgenden Schritte: i) Schmelzen der Zusammensetzung (C) bei einer Temperatur von 50 °C bis 200°C; j) Einfüllen der geschmolzenen Zusammensetzung (C) in eine Werkzeugkavi- tät; k) Polymerisation der Zusammensetzung (C) durch Erwärmen auf eine Temperatur von 120°C bis 250°C.
Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Formteils gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid-Formteil einen Füll- und/oder Verstärkungsstoffanteil im Bereich von 30 bis 90 Gew.-% aufweist.
Verwendung einer Zusammensetzung (C) erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung eines Polyamid-Formteils.
14. Polyamid-Formteil erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12.
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